DE69401600T2

DE69401600T2 - Vakuumpumpe

Info

Publication number: DE69401600T2
Application number: DE69401600T
Authority: DE
Inventors: Stephen Richard Earle
Original assignee: Wabco Automotive UK Ltd
Current assignee: Wabco Automotive UK Ltd
Priority date: 1993-03-04
Filing date: 1994-02-14
Publication date: 1997-07-03
Anticipated expiration: 2014-02-15
Also published as: EP0614009A1; US5549454A; DE69401600D1; GB9304445D0; EP0614009B1

Description

Die Erfindung betrifft Vakuumpumpen und ist insbesondere auf die Reduzierung von Auslaßgeräuschen derselben bezogen.
Vakuumpumpen, insbesondere kleine Vakuumpumpen mit hohen Drehzahlen, können im Betrieb sehr laut sein. Die meisten Geräusche gehen vom Auslaßbereich aus und sind Ergebnis der Luft, die in einer Aufeinanderfolge schneller ungedämpfter Stöße ausgepumpt wird. Es ist möglich, an die Auslaßöffnung einen Schalldämpfer anzubauen, jedoch erhöhen derartige Schalldämpfer die Kosten der Pumpe und vergrößern die Gesamtpumpengröße zu einer Zeit, in der Hersteller versuchen, Abmessungen, Kosten und Werkstoffverbrauch soweit wie möglich zu minimieren.
Elektrisch angetriebene Vakuumpumpen mit hoher Drehzahl für Kraftfahrzeuge schaffen besondere Probleme, da es wesentlich ist, daß derartige Pumpen im Betrieb sehr leise sind und andererseits einen minimalen Raumbedarf erfordern. Derartige Pumpen sollten an viele unterschiedliche Montageräume anpaßbar und dennoch von einem allgemeinen verläßlichen und ökonomischen Aufbau sein. In jedem Fall dürften derartige Pumpen nicht übermäßig teuer sein.
Die FR-A-1 529 380 offenbart einen Kompressorkolben mit Geräuschdämpfungskammern für die Einlaß- und Auslaßkanäle, die im allgemeinen auf beiden Seiten der Arbeitsbohrung angeordnet sind.
Die DE-A-3 231 957 offenbart einen Kolbenkompressor mit einer Ringkammer um die Arbeitsbohrung, die einen Teil des Einlaßkanals bildet. Die Ringkammer wird vom Äußeren der Pumpe her versorgt und hat eine kleine Öffnung, um Öl zu erlauben, sich in die Kurbelkammer zu entleeren.
Gemäß der Erfindung wird eine Vakuumpumpe geschaffen, die ein Gehäuse, eine Kurbelkammer, eine zylindrische Einlage, die im Gehäuse eine Pumpenbohrung bildet, einen in der Bohrung hin und her bewegbaren Kolben, eine Einlaßventileinrichtung und eine Auslaßventileinrichtung aufweist, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß zumindest ein Auslaßkanal zwischen der zylindrischen Einlage und dem Gehäuse durch das Gehäuse vorgesehen ist, wobei der Auslaßkanal sich von der Auslaßventileinrichtung in die Kurbelkammer erstreckt.
Eine derartige Anordnung erlaubt es, das Kurbelkammervolumen als Dämpfungskammer zu benutzen; der Kanal kann Drosselstellen beinhalten, um eine gewünschte Dämpfungswirkung zu erreichen.
Das Pumpengehäuse kann Abteilungen haben, um das Gehäuse in mehrere Kammern vergleichsweise großen Volumens aufzuteilen; derartige Volumina können eine Vielzahl von Dämpfungskammern bilden, die miteinander durch strömungsbeschränkende Öffnungen verbunden sind. Diese Anordnung ist insbesondere zweckmäßig, wenn das Gehäuse aus einem druckgegossenen Werkstoff oder aus einem Kunststofformwerkstoff hergestellt ist und Innenwände zu Stützung beispielsweise eines Elektromotors aufweist.
Der Abgasauslaß zur Atmosphäre kann an jeder zweckmäßigen Stelle des Pumpengehäuses angeordnet sein, und der Strömungsweg des Abgases kann entsprechend ausgebildet sein. Auf diese Art und Weise kann die Pumpe an stark unterschiedliche Montageräume angepaßt werden. Der Pumpenzylinder kann eine weitere Kammer mit einem vergleichsweise großen Volumen zur Verwendung im Abgaskreislauf aufweisen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Abschnitt des Pumpengehäuses, in dem die zylindrische Einlage aufgenommen ist, rund, und die zylindrische Einlage hat einen polygonalen Umfang, wobei die Polygonalspitzen in einer Preßpassung in dem Abschnitt des Pumpengehäuses sitzen. Diese Anordnung schafft einen sicheren Halt der zylindrischen Einlage ohne eine Verwindung der Zylinderbohrung. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Abflachungen zwischen den Polygonspitzen Durchflußkanäle für Abgas bilden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die zylindrische Einlage lediglich über einen Abschnitt ihrer Länge polygonal gestaltet, wobei andere Abschnitte der zylindrischen Einlage im wesentlichen rund sind und genau an die Kreiswandung der zylindrischen Einlage angepaßt sind. Die letzteren Abschnitte können eine oder mehrere Öffnungen aufweisen, die gebohrt oder auf andere Weise in ihnen ausgestaltet sind, um Drosselstellen zu bilden - wobei die Größen derartiger Drosselstellen leicht geändert werden können, um unterschiedlichen Pumpenanwendungen zu genügen.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform hervor, die unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen dargestellt ist.
Es zeigen:
Figur 1 eine axiale Schnittdarstellung durch eine elektrisch angetriebene Vakuumpumpe, bei der die Erfindung verwirklicht ist;
Figur 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2 - 2 in Figur 1; und
Figur 3 einen Axialschnitt entlang der abgestuften Linie 3 - 3 in Figur 1.
Die Figuren zeigen eine elektrisch angetriebene Vakuumpumpe mit einer oberen Gehäuseschale 11, einer unteren Gehäuseschale 12 und einem Zylinderkopf 13. Die obere Gehäuseschale hat einen zylindrischen Abschnitt 14 mit einem im wesentlichen geschlossenen oberen Ende 15. Die Komponenten 11, 12 und 13 können aus druckgegossenem Aluminium hergestellt sein.
In den zylindrischen Abschnitt 14 ist eine zylindrische Einlage 16 eingepreßt, die einen Ringvorsprung 17 aufweist, der in einer entsprechenden Nut im oberen Ende 15 angeordnet ist. Die Einlage hat einen im wesentlichen oktagonalen Mittelflansch 18 (wie am besten aus Figur 2 ersichtlich), der sich in einem Preßsitz innerhalb des zylindrischen Abschnitts 15 befindet. Die Abflachungen des Mittelflansches bilden Drosselstellen 20 mit Ringkammern 42, 43 auf beiden ihrer Seiten. Ein unterer Flansch 19 der Einlage 16 befindet sich in Feinpassung in dem zylindrischen Abschnitt 14 und hat eine Anzahl durch sich verlaufender Öffnungen 21. Die Einlage ist oberhalb und unterhalb des Mittelflansches 18 in Umfangsrichtung ausgeschnitten, um die Werkstoffmenge zu reduzieren und das Formen und den Zusammenbau zu erleichtern. Die Einlage kann aus einem Kunststoffwerkstoff, z.B. aus mit einem mineralischen Füllstoff versehenen Nylon, hergestellt sein.
Hin und her beweglich in der Zylinderbohrung 22 ist ein Kolben 23, der durch eine Pleuelstange 24 angetrieben wird, die ihrerseits durch die Kurbelwelle 25 eines elektrischen Motors 26 angetrieben wird. Der Motor wird durch Innenwände 27 der oberen und unteren Gehäuseschalen und eine Montageplatte 28 gehalten; die elektrischen Anschlüsse werden durch beliebige geeignete Mittel geschaffen.
Das obere Ende 15 der oberen Gehäuseschale bildet die Durchlässe eines Einlaßventils 31 und eines konzentrischen Auslaßventils 32. Das Einlaßventil ist zum Anschluß an beispielsweise ein Vakuumreservoir (nicht dargestellt) an ein Einlaßrohr 33 angeschlossen. Der Zylinderkopf 13 nimmt einen Druckschalter 34 auf, der betriebsbereit ist, um die Pumpe abzuschalten, wenn das gewünschte Vakuumniveau erreicht ist. Eine ringförmige Auslaßkammer 35, die im Zylinderkopf ausgebildet ist, wird durch Durchlässe 36 mit dem die zylindrische Einlage 16 umgebenden Raum verbunden.
Die Kurbelkammer 37 und der den Motor 26 umgebende Ringraum 38 bilden vergleichsweise großvolumige Kammern, die durch eine Vielzahl Durchlässe 39 miteinander verbunden sind. Eine Auslaßöffnung hat einen Filter 41, der, wie dargestellt, in der Wandung der unteren Gehäuseschale vorgesehen ist, und schafft einen Auslaß zur Atmosphäre. Mehrere Auslaßöffnungen können, falls erwünscht, vorgesehen sein.
Im Betrieb strömt Auslaß vom Auslaßventil 32 eher durch die Drosselstellenfolge 36, 20, 21, 39 und die Kammern 42, 43, 37, 38 zum Auslaßfilter 41 als unmittelbar zur Atmosphäre. Durch sorgfältige Auswahl der Drosselstellengrößen und der Kammervolumina kann der Auslaß ohne wesentliche Modifizierung der Pumpe oder Erhöhung der Herstellungskosten effektiv beruhigt werden. Elektrisch betriebene Vakuumpumpen laufen gewöhnlich mit einer festen Drehzahl und die Beruhigungsanordnung kann ebenfalls so eingestellt werden, daß sie den maximalen Gasdurchlaß erreicht. Die Erfindung ist jedoch auch bei mechanisch angetriebenen Vakuumpumpen zweckmäßig, einschließlich der für Kraftfahrzeuge, bei denen die Betriebsdrehzahl beispielsweise von der Motordrehzahl abhängig sein kann.

Claims

1. Unterdruckpumpe mit einem Gehäuse (11, 12), einer Kurbelkammer (37), einer zylindrischen Einlage (16), die im Gehäuse eine Pumpenbohrung (22) ausbildet, einem Kolben (23), der in der Bohrung hin und her beweglich ist, einem Einlaßventil (31) und einem Auslaßventil (32), dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Auslaßkanal durch das Gehäuse (11, 12) zwischen der zylindrischen Einlage (16) und dem Gehäuse (11, 12) vorgesehen ist, wobei der Auslaßkanal sich vom Auslaßventil (32) in die Kurbelkammer (37) erstreckt.

2. Pumpe nach Anspruch 1, bei der der Kanal eine Drosselstelle (20) hat.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, die zumindest eine Innenwand (27) stromab des Auslaßkanals aufweist und die auf jeder ihrer Seiten Auslaßkammern (37, 38) ausbildet, wobei zumindest eine Öffnung (39) in der Wand ist.

4. Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die radial äußere Oberfläche der Einlage (16) polygonal ist.

5. Pumpe nach Anspruch 4, bei der die Polygonalspitzen der Einlage (16) in Preßpassung im Gehäuse (11, 12) sitzen.

6. Pumpe nach Anspruch 4 oder 5, bei der die radial äußere Oberfläche der Einlage (16) nur über einen Abschnitt ihrer Länge polygonal ist.

7. Pumpe nach Anspruch 6, bei der der Abschnitt etwa mittig zwischen den Enden der Einlage (16) angeordnet ist.

8. Pumpe nach Anspruch 7, bei der die Einlage etwa an einem ihrer Enden des weiteren einen sich radial erstreckenden Flansch (19) aufweist, der in Feinpassung im Gehäuse sitzt und eine oder mehrere Öffnungen (21) aufweist.

9. Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Einlage aus Kunststoffwerkstoff hergestellt ist.